JP2012107698A

JP2012107698A - ガスガバナ

Info

Publication number: JP2012107698A
Application number: JP2010256961A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Asai; 一浩浅井
Original assignee: Rinnai Corp
Current assignee: Rinnai Corp
Priority date: 2010-11-17
Filing date: 2010-11-17
Publication date: 2012-06-07
Anticipated expiration: 2030-11-17
Also published as: JP5325193B2

Abstract

【課題】一次圧室と、二次圧室とを有するガスガバナバルブにおいて、外部衝撃等に起因して発生する内部構成部品の騒音及び振動を抑制する構造を提供する。
【解決手段】一次圧室１１と二次圧室１２との間に弁座１３とを有するケーシング１と、一次圧室１１に面するダイヤフラム２と、弁座１３に形成した弁孔１４に挿通され、二次圧室１２側の端部に向けて外径を次第に大きくした弁体部３１を有するガバナバルブ３とを備え、弁体部３１からのびるガバナバルブ３の軸部３２をダイヤフラム２に連結したガスガバナであって、ダイヤフラム２に、一次圧室１１側に突出する筒部２４を一体に形成し、この筒部２４をガバナバルブ３の軸部３２に嵌合させる。また、筒部２４の先端部内周面に、自由状態での内径が軸部３２の外径よりも小さな突条を形成し、筒部２４の他部の内径は軸部３２の外径以上とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ガスバーナに対するガス供給路に介設するガスガバナに関する。

従来、この種のガスガバナとして、一次圧室と、二次圧室と、一次圧室と二次圧室との間の弁座とを有するケーシングと、弁座とは反対側で一次圧室に面するダイヤフラムと、弁座に形成した弁孔に挿通され、二次圧室側の端部に向けて外径を次第に大きくした弁体部を有するガバナバルブとを備え、弁体部からのびるガバナバルブの軸部をダイヤフラムに連結し、一次圧室内のガス圧変動に応じダイヤフラムを介してガバナバルブを変位させて、二次圧室内のガス圧変動を抑制するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

ところで、ガスガバナでは、外部からの衝撃等によりガバナバルブが振動し、弁体部が弁座に衝突して、所謂ガバナ鳴りと称する騒音を生ずることがある。従来、ガバナ鳴りを生ずるときは、ガバナバルブがその軸方向に振動すると考えられていた。そして、特許文献２により、ガバナバルブの軸部に軸方向に遊動自在な錘を外挿し、ガバナバルブの軸方向の振動を錘の逆位相の振動で減衰させて、ガバナ鳴りを抑制するものが知られている。

然し、本願発明者の鋭意努力の結果、ガバナ鳴りの原因は、ガバナバルブの軸方向振動だけでなく、ダイヤフラムに対する連結部を支点にしたガバナバルブの径方向の振動（横振れ）にもあることを突き止めた。そして、ガバナバルブの横振れを減衰することで、ガバナ鳴りを効果的に抑制できることを知見するに至った。

実開昭５４−８５４２４号公報特許第２６５２９２０号公報

本発明は、以上の知見に基づき、ガバナバルブの横振れに起因するガバナ鳴りを抑制できるようにした構造簡単なガスガバナを提供することをその課題としている。

上記課題を解決するために、本発明は、一次圧室と、二次圧室と、一次圧室と二次圧室との間の弁座とを有するケーシングと、弁座とは反対側で一次圧室に面するダイヤフラムと、弁座に形成した弁孔に挿通され、二次圧室側の端部に向けて外径を次第に大きくした弁体部を有するガバナバルブとを備え、弁体部からのびるガバナバルブの軸部をダイヤフラムに連結し、一次圧室内のガス圧変動に応じダイヤフラムを介してガバナバルブを変位させて、二次圧室内のガス圧変動を抑制するガスガバナにおいて、ダイヤフラムに、一次圧室側に突出する筒部が一体に形成され、この筒部がガバナバルブの軸部に嵌合することを特徴とする。

本発明によれば、ガバナバルブが横振れしたときに、軸部に嵌合する筒部を介してダイヤフラムに横振れによるモーメントが作用して、ダイヤフラムが変形する。そして、ダイヤフラムの変形による反力が筒部を介して横振れを抑制するモーメントとして軸部に伝達され、ガバナバルブの横揺れが減衰される。そのため、ガバナバルブの横揺れに起因するガバナ鳴りを効果的に抑制できる。

ここで、ガバナバルブの横振れを効果的に減衰するには、筒部を隙間なく軸部に嵌合させることが必要になる。この場合、筒部の自由状態での内径を全長に亘り軸部の外径よりも小さくし、筒部に軸部を圧入することも考えられるが、これでは、組立が面倒になる。

そのため、本発明においては、筒部の先端部内周面に、自由状態での内径が軸部の外径よりも小さな突条を形成し、筒部の他部の内径を軸部の外径以上にすることが望ましい。これによれば、筒部を軸部に比較的軽い力で嵌合できて、組立が容易になる。尚、このものでは、突条のみが軸部に隙間なく嵌合することになるが、突条は筒部の先端部に形成されるため、軸部とダイヤフラムとの間でモーメントが確実に伝達され、ガバナバルブの横振れの減衰効果が低下することはない。

本発明の実施形態のガスガバナを用いて構成したガバナ付き比例弁の断面図。図１の要部の拡大断面図。

図１を参照して、Ａは、本発明の実施形態のガスガバナを用いて構成したガバナ付き比例弁装置を示している。この比例弁装置Ａは、ガスバーナに対するガス供給路に介設されるものであり、流入側ガス通路１１ａに連通する上側の一次圧室１１と、流出側ガス通路１２ａに連通する下側の二次圧室１２と、一次圧室１１と二次圧室１２の中間の弁座１３とを有するケーシング１を備えている。弁座１３には、一次圧室１１と二次圧室１２とを接続する弁孔１４が形成されている。

また、比例弁装置Ａは、弁座１３とは反対側、即ち、上側で一次圧室１１に面するダイヤフラム２と、ダイヤフラム２に連結した樹脂製のガバナバルブ３と、ガバナバルブ３を二次圧室１２側、即ち、下方に押圧する電磁ソレノイド４とを備えている。

ダイヤフラム２の外周部分は、ケーシング１の上面に締結する押え板２１により、一次圧室１１の上面外周部に挟圧固定されている。そして、ダイヤフラム２と押え板２１との間に、大気開放される背圧室２２が画成されるようにしている。また、ダイヤフラム２の上側には、ダイヤフラム２の上面に接する下端のフランジ部２３ａを有する筒状のバルブホルダ２３が設けられている。バルブホルダ２３には、上端から下方にのびる周囲複数箇所のスリット２３ｂが形成され、その上端部内周面には、径方向内方に突出する爪部２３ｃが形成されている。

ガバナバルブ３は、弁孔１４に挿通され、二次圧室１２側の端部、即ち、下端部に向けて次第に外径を大きくした傘状の弁体部３１と、弁体部３１から上方にのびてダイヤフラム２に連結される軸部３２と、弁体部３１から下方にのびる第２の軸部３３とを有している。軸部３２の上端部には、ダイヤフラム２の下面に接する肩面３２ａから上方に突出する小径軸部３２ｂが突設されている。小径軸部３２ｂの外周面には、溝３２ｃが形成されている。また、第２の軸部３３の周囲には、二次圧室１２の下端を閉塞する蓋板１２ｂと弁体部３１との間に縮設したスプリング３４が設けられている。

組立に際しては、小径軸部３２ｂをダイヤフラム２の中心に形成した孔を通してバルブホルダ２３に下方から挿入する。この際、小径軸部３２ｂの上端がバルブホルダ２３の爪部２３ｃに当接すると、スリット２３ｂが開いてバルブホルダ２３が弾力的に拡径し、溝部３２ｃが爪部２３ｃに合致する高さに達したところでバルブホルダ２３が縮径して、溝部３２ｃに爪部２３ｃが係合する。これにより、ガバナバルブ３がダイヤフラム２に連結される。

電磁ソレノイド４は、押え板２１の上面に取付けられるヨーク４１と、ヨーク４１内のボビン４２に巻回したコイル４３と、ヨーク４１の内周の筒状ガイド４４に上下方向に移動自在に挿通した可動鉄心４５と、可動鉄心４５とその上方の調整ねじ４６との間に縮設したスプリング４７とを有している。可動鉄心４５は、ガバナバルブ３の小径軸部３２ｂの上端に当接し、コイル４３への通電電流値に比例した押圧力でガバナバルブ３を下方に押圧する。

ここで、電流値を大きくするほどガバナバルブ３が下方に変位して、弁孔１４の周面と弁体部３１との間の隙間（開度）が大きくなり、二次圧室１２内のガス圧が増加する。従って、ガスバーナへの供給ガス量が電流値に比例して変化することになる。また、一次圧室１１内のガス圧が変動すると、ダイヤフラム２を介してガバナバルブ３が変位して、ガス圧変動を吸収するように開度が変化し、二次圧室１２内のガス圧変動が抑制される。そのため、一次圧室１１内のガス圧変動を生じても、二次圧室１２内のガス圧は電流値に応じた所定圧に維持される。

ところで、外部からの衝撃等により、ガバナバルブ３がその上端部を支点にした径方向の振動（横振れ）を生じ、弁体部３１が弁座１３に衝突してガバナ鳴りを生ずることがある。

本実施形態では、このような横振れに起因するガバナ鳴りを抑制するため、ダイヤフラム２に、一次圧室１１側に突出する筒部２４を一体に形成し、この筒部２４をガバナバルブ３の軸部３２に嵌合させている。

尚、筒部２４の自由状態での内径をその全長に亘って軸部３２の外径よりも小さくし、筒部２４に軸部３２を圧入して、軸部３２に筒部２４を隙間なく嵌合させることも可能であるが、これでは、組立が面度になる。そこで、本実施形態では、筒部２４の先端部（下端部）内周面に、図２に仮想線で示す如く、自由状態での内径が軸部３２の外径よりも小さな突条２４ａを形成し、筒部２４の他部の内径は軸部３２の外径以上としている。これによれば、筒部２４を軸部３２に比較的軽い力で嵌合できて、組立が容易になる。

本実施形態によれば、ガバナバルブ３の横振れを生ずると、軸部３２に嵌合する筒部２４を介してダイヤフラム２に横振れによるモーメントが作用して、ダイヤフラム２が変形する。具体的には、ガバナバルブ３が図１で左方に横振れすると、ダイヤフラム２の左半部が左上がり、右半部が右下がりになるように変形し、ガバナバルブ３が右方に横振れすると、ダイヤフラム２の左半部が左下がり、右半部が右上がりになるように変形する。そして、ダイヤフラム２の変形による反力が筒部２４を介して横振れを抑制するモーメントとして軸部３２に伝達され、ガバナバルブ３の横揺れが減衰される。そのため、ガバナバルブ３の横揺れに起因するガバナ鳴りを効果的に抑制できる。

ところで、バルブホルダ２３のフランジ部２３ａと軸部３２の肩面３２ａとの間にダイヤフラム２が強く挟み込まれていれば、筒部３２がなくてもガバナバルブ３の横振れでダイヤフラム２が変形し、この変形反力により横振れがある程度は減衰される。然し、実際には、製造公差によりフランジ部２３ａと肩面３２ａとの間でのダイヤフラム２の挟み込みが弱くなることがあって、筒部３２がないとガバナバルブ３の横振れを確実に減衰することはできない。

尚、本実施形態では、筒部２４が突条２４ａにおいてのみ軸部３２に隙間なく嵌合することになるが、突条２４ａは筒部２４の先端部に形成されるため、軸部３１とダイヤフラム２との間で上述したモーメントが確実に伝達され、ガバナバルブ３の横振れの減衰効果が低下することはない。

以上の効果を確かめるため、本実施形態のガバナ付き比例弁装置と、筒部２４を形成せずに他の構成は本実施形態と同一にした比較品とを用い、一次圧室１１内のガス圧を４ｋＰａ、二次圧室１２内のガス圧を６０Ｐａとして、外部から衝撃を加え、ガバナ鳴りの騒音レベルを１ｍ離れた位置で測定する試験を行った。その結果、比較品では騒音レベルが３６ｄＢに達したが、本実施形態のものでは、騒音レベルが３０ｄＢ程度に低減された。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、ガバナバルブ３の軸部３２に、弁体部３１と筒部２４との間で軸方向に遊動自在な特許文献２に記載の如き錘を外挿し、ガバナバルブ３の軸方向振動を減衰できるようにしてもよい。また、上記実施形態は、電磁ソレノイド４を備えるガバナ付き比例弁装置を構成するガスガバナに本発明を適用したものであるが、電磁ソレノイド４を具備しない通常のガスガバナにも同様に本発明を適用できる。

１…ケーシング、１１…一次圧室、１２…二次圧室、１３…弁座、１４…弁孔、２…ダイヤフラム、２４…筒部、２４ａ…突条、３…ガバナバルブ、３１…弁体部、３２…軸部。

Claims

一次圧室と、二次圧室と、一次圧室と二次圧室との間の弁座とを有するケーシングと、弁座とは反対側で一次圧室に面するダイヤフラムと、弁座に形成した弁孔に挿通され、二次圧室側の端部に向けて外径を次第に大きくした弁体部を有するガバナバルブとを備え、弁体部からのびるガバナバルブの軸部をダイヤフラムに連結し、一次圧室内のガス圧変動に応じダイヤフラムを介してガバナバルブを変位させて、二次圧室内のガス圧変動を抑制するガスガバナにおいて、
ダイヤフラムに、一次圧室側に突出する筒部が一体に形成され、この筒部がガバナバルブの軸部に嵌合することを特徴とするガスガバナ。
前記筒部の先端部内周面に、自由状態での内径が前記軸部の外径よりも小さな突条が形成され、筒部の他部の内径は軸部の外径以上であることを特徴とする請求項１記載のガスガバナ。